Учебное_пособие_ТИПиС и Глоссарий. Учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения представляет собой подборку материала по курсу Теория информационных систем и процессов
 Скачать 5.1 Mb.
|
7.4. Компьютерная система переработки информацииАктуальной задачей является сравнительный анализ функций человеческого интеллекта, моделируемых, например, средствами интеллектуальных информационных технологий, и компьютерных информационных процессов, посредством которых осуществляется это моделирование. Результаты такого сравнительного анализа могут оказаться полезными при решении конкретных задач интеллектуализации компьютерных информационных систем. Сравнительный анализ систем переработки информации человека и современного компьютера может быть проведен путем сравнения их партитивных (целочастных) классификаций. Для этого необходимо представить компьютерную систему в виде подсистем, соответствующих уровням сенсомоторной активности, т. е. в виде, подобном партитивной классификации человека, приведенной выше. Рассмотрим эти подсистемы (рис. 7.3), каждая из которых состоит из блоков (компонент), аналогичных описанным выше.  Подсистема 1. Аппаратура. Блоки: 1.1. Прием физических воздействий внешней среды и внутренних устройств. 1.2. Контроль и поддержание постоянства базовых характеристик подсистемы. 1.3. Активность в виде электрических процессов на выходах аппаратуры (срабатывание микроконтроллера клавиатуры, обеспечение требуемой частоты вращения CD-диска и т.д.). В эту подсистему включаются, таким образом, только физические процессы, происходящие в компьютерной системе, – от приема входных воздействий до возмущений на выходах аппаратуры. В ней самой управление основано на поддержании постоянства базовых характеристик, которые свойственны системе с данной архитектурой или конфигурацией. Подсистема 2. Системное программное обеспечение (ПО). Блоки: 2.1. Восприятие текущих сигналов на основе воздействий, принятых подсистемой 1, распознавание текущих команд, заложенных в системном ПО. 2.2. Выработка и принятие решений в связи с текущей ситуацией средствами BIOS, OS или другого системного ПО. 2.3. Активность в текущей ситуации на основе заложенных, стандартных алгоритмов. Данная подсистема обеспечивает первичную информационную (семантическую) обработку воздействий, принятых подсистемой 1. Она представляет собой, таким образом, уже информационный процесс, в ходе которого физические явления, сопровождающие воздействия на предыдущую подсистему, интерпретируются как сигналы (команды), т. е. как информация. Последняя используется в ходе анализа текущей ситуации, а также для реализации заложенных, стандартных алгоритмов. Подсистема 3. Системно-прикладное ПО. Блоки: 3.1. Отражение информации, поступающей из подсистемы 2. Оно состоит в распознавании конкретных образов ситуации по сходству с предварительно сформированными образами. Предварительное формирование образов, имеющих сходство с отражаемыми ситуациями, осуществляется в процессе настроек системного ПО применительно к конкретным условиям эксплуатации компьютерной системы. 3.2. Выработка и принятие решений средствами прикладной части системного ПО, реализующей представление и изменение образов ситуаций с помощью инструментальных программ, макросов и текущих настроек. Активность в виде реагирования на основе приобретенных алгоритмов (прошлого опыта). Данная подсистема обеспечивает вторичную информационную (семантическую) обработку информации. Она представляет собой также информационный процесс, в ходе которого информация, полученная в предыдущей подсистеме, подвергается дальнейшей обработке. На основе этой информации формируются образы ситуаций, которые используются прикладной частью системного ПО, обеспечивающей учет прошлого опыта и, таким образом, реагирование на основе приобретенных алгоритмов. Подсистема 4. Прикладное ПО. Блоки: 4.1. Отражение информации, поступающей из подсистемы 3. Оно состоит в распознавании знаков (операторов языков программирования). Предварительное формирование знаковых образов в компьютерной системе осуществляется путем обучения через установку соответствующих программ. 4.2. Выработка и принятие решений средствами прикладных программ, обеспечивающих использование логических конструкций на базе языковых средств. 4.3. Активность в виде реагирования в соответствии с целями, поставленными в прикладных программах. Данная подсистема представляет собой, таким образом, также информационный процесс, в ходе которого информация, полученная в предыдущей подсистеме, подвергается дальнейшей обработке. На основе этой информации знаковые образы (операторы языков программирования) используются прикладными программами для реагирования в соответствии с поставленными в них целями. Специалисты по интеллектуальным технологиям убеждены в том, что вполне уместно и даже полезно принять одну очень специфическую точку зрения и в соответствии с открываемой ею перспективой рассматривать человека как систему обработки информации. И поскольку вычислительная машина (машина Тьюринга) представляет собой универсальную систему обработки информации, то естественно сопоставлять человека, рассматриваемого с этих позиций, с вычислительной машиной. Анализ предложенной партитивной классификации компьютерной системы показывает, что эти подсистемы в общих чертах, аналогичны уровням сенсомоторной активности человека и сопоставимы с ними. Рассмотрим, в чем конкретно проявляется эта аналогия. В данном случае, как и при рассмотрении человеческой системы переработки информации, можно утверждать, что каждая следующая по номеру подсистема, представляя собой, конечно, новое качество, не может, однако, функционировать без информации, вырабатываемой предыдущей подсистемой. Таким образом, каждая следующая подсистема является как бы эволюционной надстройкой над предыдущей. Например, прикладные программы на уровне подсистемы 4 могут функционировать только при наличии настроенного для конкретных условий эксплуатации системного ПО на уровне подсистемы 3. Соответственно эти настройки – результат наличия на уровне подсистемы 2 стандартных алгоритмов. Работа последних, в конце концов, основана на возможностях подсистемы 1. Кроме того, каждая следующая подсистема, как и аналогичный уровень сенсомоторной активности, обеспечивает большую степень разнообразия выходных функций и, таким образом, дает возможность решения все более разнообразных и более сложных задач системой в целом. Функции и особенности данных подсистем, как и при рассмотрении уровней сенсомоторной активности, могут быть проиллюстрированы примерами. Счеты и арифмометр представляют собой только подсистему 1, калькулятор – совокупность подсистем 1 и 2, компьютер без системного ПО (программируемый калькулятор) – совокупность подсистем 1-3. Наличие у компьютерной системы следующей по номеру подсистемы обуславливает необходимость повышения качества и эффективности функционирования предыдущей и, кроме того, у разных компьютерных систем качество подсистемы верхнего уровня будет различным, соответствующим уровню развития систем данного класса. История развития компьютеров может быть представлена как процесс повышения качества имеющихся подсистем, соответствующих уровням сенсомоторной активности, и добавления новых подсистем (уровней) по мере усложнения задач, решаемых компьютерами. Процесс совершенствование функционирования подсистем компьютерной системы также может быть рассмотрен аналогично совершенствованию уровней сенсомоторной активности человека. Например, повышение качества подсистемы 2 происходит в результате появления нового поколения системного ПО для целого класса компьютерных систем. Совершенствование подсистемы 3 осуществляется путем приобретения конкретной компьютерной системой положительного (в данных условиях функционирования) опыта, т. е. в процессе обучения – инсталляций, настроек, создания макросов и т. д. В этом процессе может и не использоваться опыт, полученный ранее на другом компьютере в подобных условиях эксплуатации. Наконец, нормальное функционирование и совершенствование подсистемы 4 обеспечивается только путем предварительной настройки и подготовки конкретной компьютерной системы, в ходе которых обязательно привлекаются результаты, полученные ранее на других компьютерах (трансляторы, компиляторы и т.д.). Некоторая аналогия с уровнями сенсомоторной активности человека наблюдается и при обнаружении особенностей одноименных подсистем у различных компьютерных систем. Компьютеры, отличающиеся друг от друга системным ПО, очевидно, имеют определенные различия в особенностях функционирования подсистемы 2; отличающиеся друг от друга условиями эксплуатации – различия в подсистеме №3; отличающиеся друг от друга функциональным предназначением – различия в подсистеме 4. Однако между подсистемами компьютерной системы и уровнями сенсомоторной активности человека существуют принципиальные различия, отраженные в таблице. Глубокое осознание этих различий позволяет определить и сформулировать направление исследований, в результате которых возникает потенциальная возможность их уменьшения в целях дальнейшего совершенствования компьютерных систем на качественно новом уровне. Приведенные результаты сравнительного анализа показывают, что в определении «разумности», или интеллекта, должны быть учтены характеристики всех уровней сенсомоторной активности человека, в том числе инстинкт самосохранения подсистемы 1, а не только рациональность и целеполагание подсистемы 4, как это в основном делается до сих пор. Вопрос о том, что должна представлять собой «врожденная» система потребностей искусственного субъекта и чем должна определяться для него система ценностей и мотиваций также должен решаться с учетом всех рассмотренных составляющих информационной интеллектуальной деятельности. Это значит, что, если некоторая система претендует на звание системы искусственного интеллекта, она должна демонстрировать разумное поведение на основе своего собственного целеполагания и планирования. Целеполагание невозможно без собственных мотивов, основанных на представлении об удовольствии и боли. Это представление, в свою очередь, основано на собственном желании жить, существовать. Подобные соображения относительно целей поведения живых организмов известны. В литературе отмечается, что глобальные цели почти всегда разбиваются на отдельные подцели, в основе которых почти всегда лежит задача сохранения целостности организма и поддержания состояния внутренней среды в определенных допустимых пределах. Предложенный нами подход, однако, позволяет обнаружить определенную структуру и взаимосвязь этих подцелей, что приводит к важным выводам. Главный вывод заключается в том, что создание искусственного интеллекта, действительно моделирующего естественный интеллект, должно предусматривать, в первую очередь, адекватное моделирование подсистемы 1. Существенно при этом, что модель должна учитывать принцип адекватности биосистемы, т. е. моделировать инстинкта самосохранения. |